1.I.9.1 概述
不饱和聚酯树脂是指分子主链上含有不饱和键的聚酯树脂,是由不饱和的二元酸(酐)或饱和的二元酸(酐)同饱和的二元醇或不饱和的二元醇经缩聚反应而得到的一系列线型聚合物,通常以该聚合物在烯烃类活件单体(如苯乙烯)中的溶液形式出现。在不饱和聚酯树脂的分子结构中存在双键及酯基,因此.在引发剂作用下可与乙烯基单体共同反应生成热固性的体型结构。不饱和聚酯的英文全称为unsaturated polyester,简称UP,结构通式为:
式中 R一——二元醇主链段;
R’ 一——二元酸主链段;
R” 一——不饱和二元酸主链段 :
不饱和聚酯树脂的应用可以追溯列第二次世界大战期间,美国首先用不饱和聚酯与玻璃布制得聚酯玻璃钢的雷达罩,其重量轻,强度高.透波性好,制造简单,迅速用于战争,现实了卓越的性能。然后,不饱和聚酯树脂迅速推广到民用方面,并先后用它制得了无溶剂漆、浇注“珍珠”纽扣、人造大理石、人造地板、路面铺覆材料等:1957年发展起来的BMC和SMC技术,使不饱和聚酯产品得以高速度、高质量、低成本的大批量生产,特别是汽车工业中因限制燃油消耗而要求使用轻质高强的复合材料时.不饱和聚酯SMC的需求量更为增长。
不饱和聚酯树脂在加工过程中没有挥发物逸出,可以在常温常压下成型,其固化反应能力高,加工极其方便,可用注塑、浇铸、压制、手糊、缠绕、喷射等方法成型。
不饱和聚酯的主要用途是制作玻璃钢制品(约占整个树脂用量的80%)用作承载结构材料,UP玻璃钢制品得比强度高于铝合金,接近钢材;因此常用来代替金属,用于汽车、造船;航空、建筑;化工等部门以及日常生活中。
1.1.9.2 性能
(1)一般性能
不饱和聚酯树脂的基本性能是坚硬、不熔、不熔的褐色半透明材料,未加填料的制品得相对密度为1.2—1.5,玻璃纤维增强的制品的相对密度是1.7-2.1,吸水率为0.1%-1%,对水蒸气具有高度不透性;UP的力学性能好,纯UP制品的拉伸强度为40-90MPa,玻璃纤维增强后可达250-350 Mpa。一般的UP具有可燃性,燃烧时冒黑烟,并有苯乙烯单体的气味,然而玻璃纤维增强的UP具有自熄性。
(2) 热性能
热变形温度取决于UP的品种;填料的种类;有的制品70℃左右,也有140℃左右的,甚至还有高达200℃左右的。耐寒性约-140℃左右。
(3) 电气性能
UP的低频绝缘性优良,其是耐电弧性良好,时间为120~180s。玻璃纤维增强UP的耐电弧性尤为突出。
(4)化学特性
UP虽是立体网状结构,但固有苯乙烯交联结构.而且有酯键,故耐化学腐蚀性一般,不耐氧化介质的氧化,耐普通酸、碱及溶剂性也不好。
UP的耐候性优良,尤其是玻璃纤维增强UP的耐候性特别突出。
1.1.9.3 品种
不饱和聚酯树脂在性能上具有多变性,由于组成的变化,UP可以是硬质的、有弹性的、柔软的、耐腐蚀的、耐大气老化的或是耐燃的。UP树脂的主要品种如下。
(1)通用型UP树脂
通用型UP树脂是以丙二醇、乙二醇等二醇类与邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐等二元酸酐缩聚后.再加入交联剂苯乙烯、阻聚剂等制成的黏稠液体状的树脂。该树脂可制作成玻璃纤维增强塑料或浇铸料,用于汽车和小型舰艇的外壳、容器及各种结构件、电器绝缘浇铸件等。
(2)韧性UP树脂
韧性UP树脂有二醇型和环氧型两类,通常以苯乙烯为交联剂,制品韧性好,玻璃纤维增强塑料制品的冲击强度高。
(3)耐腐蚀UP树脂
这类树脂有间苯二甲酸型、双酚A型、双酚A—环氧乙烯基酷型和酚醛环氧乙烯基酯型四类。间苯二甲酸型UP树脂的特点是对酸.特别是氧化性酸.有良好的耐腐蚀性,对碱及热水的耐腐蚀性较差,有很好的力学性能、耐热性、电绝缘性,且吸水性低,对玻璃纤维的浸润性好.可制成BMC和SMC.广泛用于制造耐化学腐蚀设备、钢制设备的保护涂层与衬里、胶衣层以及经缠绕、层压制成的耐热制品等。双酚A型UP是目前用量最大的耐腐蚀性树脂.约占耐腐蚀玻璃钢的70%.其特点是在较高温度下的耐腐蚀性优良.对酸(铬酸除外)、碱的耐腐蚀性能优于间苯二甲酸型UP.特别是耐碱性优良.此外.还具有优良的综合性能,可制成耐腐蚀的玻璃纤维增强塑料,用于耐腐蚀管道、贮槽、反应器。双酚A环氧乙烯基酯型UP为新型耐腐蚀性树脂,它兼有EP的耐腐蚀性、可挠性和粘接性好的优点和UP树脂成型工艺性能好的优点,与双酚A型树脂相比。该树脂对酸(铬酸除外)、碱、热水等具有较好的耐腐蚀性和低固化收缩性、可挠性,可采用手糊成型的方法制造耐腐蚀性玻璃钢,也可制造高玻璃纤维的缠绕制品。酚醛环氧乙烯基酯型UP与双酚A—乙烯基酯型UP性能相似,所不同的是前者交联密度大、热变形温度高、耐热性好,但可挠性、耐碱性不如后者,该类树脂可制造玻璃纤维塑料、浇铸料等,用于较高温度下耐腐蚀、耐溶剂的场合。
(4)透明型UP树脂
该类树脂是以丙二醇、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐或四氢邻苯二甲酸酐为原料按适当比例进行熔融缩聚制得的,然后加入阻聚剂、光稳定剂,溶于苯乙烯中制得普通光稳定UP液,常用于生产透明板材、波形瓦等大型民用公用建筑的屋顶采光,农业、林业及水产养殖、业的的温室采光,化工设备的透明罩、管、罐等.
(5)胶衣UP树脂
胶衣UP树脂具有良好的触变性和流动性.便于涂刷且无严重流胶现象,凝胶后能与基层树脂很好地黏结.固化后的胶衣层具有良好的耐候性、耐腐蚀性和韧性,对制品起保护和装饰作用,可延长制品的使用寿命。 |